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1、可调直流稳压电源电路（A 题）参赛人员：曹学谦吴尚谦李家腾联系电话：17854262949摘要：本电路主要以单相桥式整流电路为核心，利用变压器将电网电压转换成所需交流电压，并设计整流电路将正弦交流电压转换成单方向直流脉动电压；同时用滤波电路将脉动电压中的纹波去除；再通过稳压电路使输出的直流电压保持稳定。 所设计的正、负电压输出可调的典型应用电路，实现了输出正电压在 5-10V，负电压在-5- -10V，两电路输出的最大负载能力为且电路具有过流保护功能。各项参数均符合题目要求。12OIA关键词：变压器；直流可调电压；过流保护1. 方案选择与论证 .21.1 单相桥式整流电路的选择 .21.2 电
2、容滤波电路的确定 .21.3 稳压电路的确定 .31.4 过流保护装置的选择 .31.5 系统整体方案 .32.理论分析与计算（以输出正电压为例） .32.1 变压器变比的确定 .42.2 整流元件的选择 .42.3 滤波电容 C 及 C2、C 3 的确定.42.4 负载电阻 RL.53. 电路与程序设计 .53.1 单相桥式整流电路 .53.2 电容滤波电路 .53.3 稳压电路 .53.4 过流保护装置 .53.5 电压分段显示电路的设计 .54.系统测试 .64.1 系统测试工具 .64.2 系统测试方案 .64.3 系统测试结果 .64.3.1 基础部分测试结果 .64.3.2 发挥部
3、分测试结果 .65. 结束语 .61.方案选择与论证1.1 单相桥式整流电路的选择方案一、单相半波整流电路电路简单，使用元件较少，它只对交流电的一半波形整流，其输出波形只利用了交流电的一般波形则整流效率不高，且输出波形脉动大；直流成分少； 220.45LU方案二、单相全波整流电路使用的整流器件是半波电路的两倍，整流电压脉动较小，是斑驳的一半，无滤波电路时的输出电压 UO=0.9U2， 变压器的利用率比半波电路的高，整流器件所承受的反向电压要求较高。方案三、单相桥式整流电路单相桥式电路使用的整流器件较多，但其实现了全波整流电路，它将 的负半周也利用起2u来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下
4、，输出电压的平均值是半波整流电路的两倍，且在负载相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍，除此之外，与半波整流电路相比，在相同的变压器副边电压下，对二极管的参数要求一样，还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点。综上所述，选择方案三。1.2 电容滤波电路的确定RL+-u（ a）RU+-（ b）方案一、 电感滤波电路，如图（a）所示：在桥式整流电路和负载 RL 之间传入一电感器 L，便组成桥式整流电感滤波电路。利用 电感对交流纹波电流的抑制作用，从而在 RL 上得到比较平滑的直流。其特点是整流管的 导电角度大，峰值电流小、体积大，一般适用于低压、大电流。方案二、电容滤波电路，如
5、图（b）所示：在负载 RL 两端并联电容 C，便组成桥式整流电容滤波电路。利用电容两端的不能突 变的特点，在一个周期内形成对电容的充放电回路，从而在 RL 上得到比较平滑的直流。其特点是电路简单，负载直流电压 UL 较高，纹波也较小。适用于负载电压较高、负载变化不大的电路。综上所述，选择方案二。1.3 稳压电路的确定U1 R1Key = A 50%R2499Ohm_1%C11.1uF电路如上图所示，以输出正向电压为例，利用稳压器使输出电阻 R2 和 RW 上端电压稳定输出 5V，调节互动变阻器的滑片，使输出电压范围为 5-10V。1.4 过流保护装置的选择为避免在电流较大的情况下损坏运算放大器
6、，故在其两端接入稳压二极管，起到分流作用，进而起到过流保护作用。1.5 系统整体方案稳 压 电 路电 容 滤 波电 路电 压 分 段显 示输 出 可 调 直流 稳 压 电 路过 流 保 护装 置整 流 电 路变 压 器220V交 流电 压选用降压变压器，它将电网 220V 交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路；再接电容整流滤波电路，利用单向导电元件，把 50Hz 的正弦交流电变换成脉动的直流电，并将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压。最后接稳压电路，使输出可调直流稳压电路。并通过外接两个发光二极管对输出电压值进行分段显示。2.理论分析与计算（以输
7、出正电压为例）C14.7mFC3470nF C51FU4OPAMP_3T_BASICR110kKey=A50 %R210kD23N2591243U1LM7805KCLINE VREGCOMMONVOLTAGEV1220Vrms 50Hz 0 T126:1:1 D41B4B42 U5LM7905CTLINE VREGCOMMONVOLTAGEC44700FC60.47F C81F R310kR410kKey=A 100 %U2OPAMP_3T_VIRTUALR5100R6300U3OPAMP_3T_VIRTUALR7300R8300LED2LED1D7D8U6OPAMP_3T_VIRTUALD1D3D5D6仿真电路图如上所示：2.1 变压器变比的确定通过查阅资料可知，稳压器 7805/7905 的输出电压为 5V,其自身输入与输出压降为 3-5V，故取其输入 Uo 为 8-10V，且 Uo 与变压器副边电压 U2 满足，选择系数为 1.1，所以 ，因为变压器原边电压为2(1.)ouu20.8ou220
